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Die
Erfindung bezieht sich auf eine rotierende elektrische Maschine
wie beispielsweise einen Dreiphasen-Wechselstromgenerator oder einen Dreiphasen-Induktionsmotor.
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Aus
der
JP 4-8140 A ist
eine rotierende elektrische Maschine dieser Art bekannt, wie sie
auch im Oberbegriff von Patentanspruch 1 beschrieben ist. Diese
Druckschrift offenbart eine drei erste in Sternschaltung geschaltete
Wicklungen
100 umfassende Dreiphasen-Sternschaltung
101,
die mit einer drei zweite, in Dreieckschaltung geschaltete Wicklungen
102 aufweisenden
Dreiphasen-Dreieckschaltung
103 kombiniert ist. Die von
einem Stator gebildete Verteilung der Luftspalt-Magnetkraft wird
dabei entsprechend der Drehung von Polkernen zur Unterdrückung von
elektromagnetischen Störung
bzw. elektromagnetischem Rauschen angeglichen, indem eine Phasendifferenz
von etwa 30 Grad zwischen den Spannungsvektoren
104 und
105 der
ersten bzw. der zweiten Wicklungen
100 und
102 vorgesehen
ist.
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Gemäß dem vorstehend
genannten Stand der Technik ist es jedoch zur Erzielung der Phasendifferenz
von etwa 30 Grad zwischen den ersten und zweiten Wicklungen erforderlich,
die Anzahl von Nuten im Vergleich zu einem früheren Stand der Technik, bei
welchem die Statorwicklungen nur in Sternschaltung oder nur in Dreieckschaltung
geschaltet sind, zu verdoppeln. Dies erfordert jedoch einen Statorkern
entsprechend der vorstehend genannten Art mit sehr vielen Nuten.
Im Ergebnis wird das Einbringen der Wicklungen in den Stator erschwert
und die Größe der Zähne des
Statorkerns wird halbiert, so daß die Zähne des Statorkerns während des
Einbringens der Wicklungen oder bei der Montage des Statorkerns
beschädigt
werden können.
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Die
Druckschrift
DE 29
21 115 A1 offenbart einen Drehstromgenerator mit mehreren
Wicklungssystemen, wobei jeder Wicklungsstrang aus einer Phasengrundwickiung
und einer Phasenhilfswicklung zusammengesetzt ist. In jede Nut sind
Wicklungsteile, d.h. Phasengrundwicklungen und Phasenhilfswicklungen,
jedes der beiden Wicklungssystem eingebracht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rotierende elektrische
Maschine der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß magnetische
Störungen
bzw. magnetisches Rauschen unterdrückt werden können, ohne
die Anzahl der Nuten im Statorkern zu vergrößern.
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Diese
Aufgabe wird durch eine elektrische rotierende Maschine gelöst, wie
sie in Patentanspruch 1 angegeben ist.
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Mittels
der Bildung einer Phasendifferenz zwischen den ersten und zweiten
Wicklungen wird somit eine vorn Stator erzeugte Luftspalt-Magnetkraft bezüglich der
Drehung der Polkerne des Rotors angeglichen zur Erzielung eines
gleichmäßigen Verlaufs
der Verteilung der Luftspalt-Magnetkraft.
Somit werden keine großen
pulsierenden Schwingungsanregungskräfte zwischen Rotor und Stator
erzeugt.
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In
der vorstehend beschriebenen rotierenden elektrischen Maschine können elektromagnetische
Störungen
ohne Verminderung der Ausgangsleistung reduziert werden, da keine
pulsierenden Schwingungsanregungskräfte zwischen Rotor und Statur
erzeugt werden.
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In
der elektrischen Maschine gemäß Patentanspruch
1 ist entweder jede der ersten Wicklungen in zwei Wicklungsteile
aufgeteilt, oder es ist jede der zweiten Wicklungen in zwei Wicklungsteile
aufgeteilt, die getrennt in die Nuten der ersten Wicklungen eingebracht
werden. Die Anzahl der Nuten im Statorkern kann somit entsprechend
kleiner gewählt
werden, als diejenige gemäß dem Stand
der Technik, bei dem elektromagnetische Störungen durch die Kombination
von Dreiphasenwicklungen in Sternschaltung mit Dreiphasenwicklungen
in Dreieckschaltung unterdrückt werden.
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In
der elektrische Maschine gemäß Patentanspruch
1 ist es nicht erforderlich, Nuten vorzusehen, die jeweils nur für die Sternschaltung,
bzw. die Dreieckschaltung benutzt werden, da die Wicklungen der
Dreiphasen-Sternschaltung und der Dreieckschaltung in dieselben
Nuten eingebracht werden. Auf diese Weise wird das Einbringen der
Wicklungen in die Nuten vereinfacht und die Breite jedes Zahns des
Statorkerns kann größer ausgeführt werden,
so daß eine
Beschädigung
der Kernzähne,
die im anderen Fall durch das Einbringen der Wicklungen und die Montage
des Statorkerns auftreten kann, verhindert wird.
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In
den Unteransprüchen
sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1:
Ein Schaltbild der Statorwicklungen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
entsprechend dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung,
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2:
Eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Spannungsvektoren
der Statorwicklungen gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel,
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3:
Eine Teilschnittansicht eines Dreiphasen-Wechselstromgenerators
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
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4:
Eine Teilschnittansicht der Polklauen bzw. Polkerne des Rotors gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel,
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5:
Eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Anordnung der
Statorwicklungen gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel,
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6:
Eine schematische Darstellung eines Polkerns gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
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7:
Eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Veränderung
des magnetischen Flusses gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel,
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8:
Ein Kennliniendiagramm zur Veranschaulichung der Störungskennlinie
bzw. Störungscharakteristik
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel,
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9:
Ein Schaltbild der Beschaltung der Statorwicklungen gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
entsprechend dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung,
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10:
Ein Schaltbild zur Veranschaulichung der Beschaltung der Statorwicklungen
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
entsprechend dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung,
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11:
Ein Schaltbild der Statorwicklungen gemäß dem Stand der Technik, und
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12:
Ein Zeigerbild der Spannungsvektoren der Statorwicklungen gemäß dem Stand
der Technik.
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Beschreibung
des ersten Ausführungsbeispiels
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Anhand
der 1–8 wird
nachstehend die rotierende elektrische Maschine gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel
beschrieben. Dabei zeigt 1 das Schaltbild der Beschaltung
der Statorwicklungen, 2 ein Vektordiagramm der Spannungsvektoren
der Statorwicklungen gemäß 1 und 3 eine
teilweise Schnittansicht des Dreiphasen-Wechselstromgenerators,
während 4 die Polkerne
bzw. Polklauen des Rotors zeigt.
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Der
Dreiphasen-Wechselstromgenerator 1 umfaßt einen Rotor 2,
der mittels der Ausgangsleistung einer nicht gezeigten Fahrzeugantriebsmaschine
angetrieben wird, einen um den Rotor 2 angeordneten Stator 3 und
eine Gleichrichterschaltung 4 zur Gleichrichtung des generierten
Wechselstroms (3).
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Der
Rotor 2 ist ein Magnetfelderzeugungsrotor vom Randel-Typ
mit Polkernen 6, auf denen eine Feldwicklung 5 angebracht
ist, einer Drehachse 7, an der die Polkerne 6 befestigt
sind und mit am Ende der Drehachse 7 befestigten Schleifringen 8.
Kühlventilatoren 9 sind
auf der Drehachse 7 befestigt und koaxial an beiden Seiten
der Polkerne 6 angeordnet.
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Der
Stator 3 umfaßt
einen ringförmigen
Statorkern 11, der zwischen zwei Endrahmenteilen 10 befestigt
ist, sowie neun unabhängige,
auf den Statorkern 11 aufgewickelte Statorspulen 12.
Der Statorkern 11 bildet magnetische Kreise in Verbindung
mit den Polklauen bzw. Polkernen 6. Des weiteren sind 36 nicht
gezeigte Nuten entlang der inneren Seite des Statorkerns 11 vorgesehen,
mit einer Nut pro Pol und Phase, in die die Statorspulen 12 eingesetzt
werden.
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Die
Statorspulen 12 sind in Form einer Dreiphasen-Sternschaltung 13 und
einer Dreiphasen-Dreieckschaltung 14 geschaltet. Die Dreiphasen-Sternschaltung 13 umfaßt drei
erste Wicklungen Y1, Y2 und Y3, die miteinander in Sternschaltung verbunden
sind. Jede der ersten Wicklungen Y1, Y2 und Y3 ist aufgeteilt in
zwei Wicklungsteile. Im einzelnen ist dabei die erste Wicklung Y1
in zwei Wicklungsteile Yx1 und Yz2 aufgeteilt. Die erste Wicklung Y2
ist in zwei Wicklungen Yy1 und Yx2 aufgeteilt, während die erste Wicklung Y3
in zwei Wicklungen Yz1 und Yy2 aufgeteilt ist.
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Des
weiteren umfaßt
die Dreiphasen-Dreieckschaltung 14 drei zweite Wicklungen Δx3, Δy3 und Δz3, die miteinander
in Dreieckschaltung verbunden sind und parallel zur Dreiphasen Sternschaltung 13 angeordnet
sind.
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Die
drei zweiten Wicklungen Δx3, Δy3 und Δz3 werden
nacheinander in die 36 im Statorkern 11 angeordneten Nuten
eingebracht, so daß eine
Phasendifferenz von 120 Grad zwischen den entsprechenden zweiten
Wicklungen auftritt.
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Die
aufgeteilten Wicklungen Yx1 und Yz2 der ersten Wicklung Y1 werden
jeweils in die Nuten eingesetzt, in die die zweiten Wicklungen Δx3 und Δz3 jeweils
eingesetzt wurden, so daß der
resultierende, die Spannung über
der Serienschaltung der aufgeteilten Wicklungen Yx1 und Yz2 repräsentierende Vektor
EY1 in seiner Phase um 30 Grad gegenüber den Vektoren EΔ3 und EΔ1 der zweiten
Wicklungen Δz3
und Δx3
verschoben ist. In gleicher Weise werden die aufgeteilten Wicklungen
Yy1 und Yx2 der ersten Wicklung Y2 entsprechend in die Nuten eingebracht,
in die die zweiten Wicklungen Δy3
und Δx3 eingebracht
wurden, so daß der
resultierende, die Spannung über
der Serienschaltung der aufgeteilten Wicklungen Yy1 und Yx2 repräsentierende
Vektor EY2 in seiner Phase um 30 Grad gegenüber den Vektoren EΔ1 und EΔ2 der zweiten
Wicklungen Δx3 und Δy3 versetzt
wird. Die aufgeteilten Wicklungen Yz1 und Yy2 der ersten Wicklung
Y3 werden entsprechend in die Nuten eingesetzt, in die die zweiten Wicklungen Δz3 und Δy3 jeweils
eingesetzt wurden, so daß der
resultierende, die Spannung über
der Serienschaltung der aufgeteilten Wicklungen Yz1 und Yy2 repräsentierende
Vektor EY3 in seiner Phase um 30 Grad gegenüber den Vektoren EΔ2 und EΔ3 der zweiten
Wicklungen Δy3
und Δz3
verschoben wird.
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Die
Anordnung der neun Wicklungen der Statorspule ist in 5 gezeigt.
Die in Kreisen angeordneten Bezugszeichen in 5 bezeichnen
die Verbindung der Wicklungen mit den Wicklungen des Schaltbildes
gemäß 1.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die Anzahl der Windungen jeder der aufgeteilten Wicklungen Yx1,
Yy1, Yz1, Yx2, Yy2 und Yz2 gleich 3 und die Anzahl der Windungen
jeder zweiten Wicklung Δx3, Δy3, Δz3 gleich
10. Darüber hinaus
ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Dreiphasen-Dreieckschaltung 14 in die Nuten des Statorkerns 11 derart
eingebracht, so daß sie
gemäß 4 an
der inneren Seite bezüglich
der Dreiphasen-Sternschaltung 13 angeordnet ist. Dies bewirkt eine
verbesserte Kühlung
der Dreiphasen-Dreieckschaltung 14 mittels der Kühlventilatoren 9.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
weist ferner jeder der Polkerne bzw. Polklauen 6 des Rotors 2 eine
Form auf, bei der der verjüngte
Teil jeder Polklaue gemäß 4 in
Drehrichtung geneigt ist, so daß zusätzlich zu
den wesentlichen Merkmalen eine weitere Verminderung der elektromagnetischen
Störungen
bzw. des elektromagnetischen Rauschens erzielt wird. Somit ist jede
Polklaue 6 gemäß den ausgezogenen
Linien in 6 in die Drehrichtung geneigt,
was durch den Vergleich mit einer durch eine gestrichelte Linie
angedeutete symmetrische Trapezform deutlich wird.
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Es
ist allgemein bekannt, daß bei
einer Verzerrung des magnetischen Flusses infolge der Ankerrückwirkung
nach Anlegen ei ner Last die Komponente einer dritten höheren Harmonischen
der Verzerrung einen umlaufenden Strom durch die Dreieckschaltung 14 verursacht.
Wird nun versucht, elektromagnetische Störungen durch Ausbilden einer
ausgeglichenen Magnetkraft der beiden dreiphasigen Wicklungsanordnungen
zu vermindern, so wird infolge der Ankerrückwirkung gemäß dem durchgezogenen
Kennlinienverlauf A in 7 eine nicht ausgeglichene Komponente
der dritten höheren
Harmonischen verursacht, so daß im
Ergebnis ein Maximalpunkt der Veränderung des magnetischen Flusses
in der Drehrichtung der Polklauen 6 gemäß der ausgezogenen Linie B
in 7 versetzt wird, wobei hauptsächlich die Verminderung der
elektromagnetischen Störungen
bzw. des elektromagnetischen Rauschens gestört wird. Die Form der Polklauen
b ist derart ausgestaltet, daß sie,
wie vorstehend beschrieben, in die Drehrichtung geneigt ist zur
Unterdrückung
der Erzeugung einer nicht ausgeglichenen Komponente der dritten
Harmonischen. Dabei wird die Erzeugung von elektromagnetischen Störungen durch
die nicht ausgeglichene Komponente der dritten höheren Harmonischen unterdrückt.
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Auch
bei dieser Vorgehensweise verbleibt ein umlaufender Strom bei höheren Drehzahlen
des Rotors 2 infolge von Dimensionierungsfehlern während der
Herstellung der Polklauen 6. Die Wärmeentwicklung der Dreiphasen-Dreieckschaltung 14 ist
im allgemeinen größer als
die der Dreiphasen-Sternschaltung 13 infolge der Kombination
des umlaufenden Stroms mit dem Betriebsstrom. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist jedoch die Dreiphasen-Dreieckschaltung 14 näher an den
Kühlventilatoren 9 zur Erzielung
einer guten Kühlwirkung
angeordnet, so daß ein
Temperaturanstieg der Dreiphasen-Dreieckschaltung 14 verhindert
und das Auftreten thermischer Probleme vermieden wird.
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Wirkungsweise
des ersten Ausführungsbeispiels
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Nachstehend
wird die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels kurz
beschrieben.
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Der
durch jede der ersten Wicklungen Y1, Y2 und Y3 fließende Strom
der dritten höheren
Harmonischen wird in Phase gebracht mit den durch jede der zweiten
Wicklungen Δx3, Δy3 und Δz3 fließenden Strom
der dritten höheren
Harmonischen, indem die Anzahl der Windungen jeder der aufgeteilten
Wicklungsteile Yx1, Yy1, Yz1, Yx2, Yy2 und Yz2 der ersten Wicklungen
Y1, Y2 und Y3 der Dreiphasen-Sternschaltung 13 gleich 3
gewählt
wird und die Anzahl der Windungen jeder der zweiten Wicklungen Δx3, Δy3 und Δz3 der Dreiphasen-Dreieckschaltung 14 gleich 10
gewählt
wird.
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Da
des weiteren der resultierende Spannungsvektor der ersten Wicklungen
Y1, Y2 und Y3 um 30 Grad phasenverschoben ist bezüglich des
resultierenden Spannungsvektors der zweiten Wicklungen Δx3, Δy3 und Δz3, werden
die resultierenden, durch die Feld-Magnetkraftverteilung und die Luftspalt-Magnetkraftverteilung
verursachten magnetischen Kräfte
unabhängig
von einer Position des Rotors 2 in der Drehrichtung im
wesentlichen konstant. Somit werden im Ergebnis keine großen pulsartigen
Vibrationsanregungskräfte
zwischen dem Rotor 2 und dem Stator 3 erzeugt.
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Versuchsergebnisse
entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel
sind in 8 gezeigt. Im Rahmen dieses
Versuchs wurde ein erfindungsgemäßer Generator
(gemäß der ausgezogenen
Kennlinie a) und ein Vergleichsgenerator (gemäß der gestrichelten Kennlinie
b), der lediglich eine konventionelle Dreiphasen-Sternschaltung aufweist, hergestellt
auf der Basis eines Dreiphasen-Wechselstromgenerators mit beispielsweise
36 Nuten und einer Nennleistung von 12 Volt und 120 Ampere. Bei
den Versuchen wurden die gesamten magnetischen Störungen bzw. das
magnetische Rauschen an einer Stelle in einer Entfernung von 30
cm seitlich hinter dem Generator gemessen, wobei jeder Generator
eine gleiche Ausgangsleistung unter voller Last abgab.
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Vorteile des
ersten Ausführungsbeispiels
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Gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel können durch
den Generator erzeugte Störungen
gemäß 8,
die die Versuchsergebnisse veranschaulicht, um etwa 10 dB vermindert
werden.
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Im übrigen kann
die Anzahl der vorgesehenen Nuten im Statorkern 11 die
gleiche sein, wie im Fall einer konventionellen Dreiphasen-Sternschaltung
oder lediglich einer bekannten Dreiphasen-Dreieckschaltung. Somit
kann die Anzahl der Muten zur Unterdrückung der magnetischen Störungen die Hälfte der
Nuten der bekannten Maschine betragen.
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Dadurch
wird die Einbringung der Windungen in die Nuten erleichtert. Darüber hinaus
kann die Größe jeder
Nut oder jedes nicht gezeigten Kernzahns größer ausgeführt werden. Verformungen der Kernzähne, die
im Rahmen des Einbringens der Wicklungen oder bei der Montage des
Statorkerns 11 auftreten können, werden verhindert. Darüber hinaus wird
eine Vergrößerung der
magnetischen Flußdichte an
den Kernzähnen
vermieden.
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Beschreibung
des zweiten Ausführungbeispiels
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Nachstehend
wird ein zweites Ausführungsbeispiel
gemäß dem zweiten
Gesichtspunkt in Verbindung mit 9 beschrieben.
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In
Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel
wurde die Aufteilung der ersten Wicklungen in zwei Wicklungen beschrieben,
wobei der zusammengesetzte Spannungsvektor der aufgeteilten zwei
Wicklungen in seiner Phase um 30 Grad gegenüber dem Spannungsvektor einer
der zweiten Wicklungen versetzt ist. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel
werden nicht die ersten Wicklungen Yx3, Yy3 und Yz3 aufgeteilt,
sondern es werden nun die zweiten Wicklungen Δ1, Δ2 und Δ3 in 2 Wicklungen aufgeteilt.
Die aufgeteilten Wicklungen werden miteinander in der Form eines
hexagonalen Musters gemäß 9 geschaltet,
wobei der zusammengesetzte Spannungsvektor jedes Paares aufgeteilter zweiter
Wicklungen in seiner Phase um 30 Grad im Vergleich zu dem der ersten
Wicklungen Yx3, Yy3 und Yz3 versetzt ist.
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Im
einzelnen ist dabei die zweite Wicklung Δ1 in die beiden Wicklungsteile Δx1 und Δy2 aufgeteilt,
während
die zweite Wicklung Δ2
in die beiden Wicklungsteile Δy1
und Δz2,
und die zweite Wicklung Δ3
in die Wicklungsteile Δz1
und Δx2
aufgeteilt sind.
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Jeder
der Wicklungsteile wird in gleicher Weise wie bei der ersten Wicklung
Yx3, Yy3 und Yz3 getrennt in die Nuten eingebracht, so daß der zusammengesetzte
Spannungsvektor jedes Paares von Wicklungsteilen in der Phase um
30 Grad gegenüber dem
Spannungsvektor der ersten Wicklungen Yx3, Yy3 und Yz3 versetzt
ist.
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Die
ersten Wicklungen Yx3, Yy3 und Yz3 werden nacheinander in 36 in
dem Statorkern 11 vorgesehenen Nuten eingebracht, so daß eine Phasendifferenz
zwischen zwei entsprechenden Wicklungen Yx3, Yy3 und Yz3 zu 120
Grad wird.
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Da
in diesem zweiten Ausführungsbeispiel sämtliche
der 9 Wicklungen der Statorspule 12 dieselbe Anzahl von
Windungen haben, kann jede der 9 Wicklungseinheiten mit derselben
Wicklungsmaschine hergestellt werden. Auf diese Weise wird die Herstellung
der Wicklungen und das Einbringen der Wicklungen erheblich vereinfacht.
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Beschreibung
des dritten Ausführungsbeispieles
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Nachstehend
wird ein drittes Ausführungsbeispiel
gemäß dem zweiten
Gesichtspunkt in Verbindung mit 10 beschrieben.
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Im
vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel ist jede der
zweiten Wicklungen Δ1, Δ2 und Δ3 in zwei
Wicklungen aufgeteilt, die miteinander in Form eines hexagonalen
Musters geschaltet sind, so daß der
zusammengesetzte Spannungsvektor jedes Paares von Wicklungsteilen
um 30 Grad gegenüber
dem Spannungsvektor einer der ersten Wicklungen Yx3, Yy3 und Yz3 versetzt
ist. Im vorliegenden dritten Ausführungsbeispiel ist jede der
zweiten Wicklungen Δ1, Δ2 und Δ3 in zwei
Wicklungsteile aufgeteilt. Die Wicklungsteile sind dabei miteinander in
Form eines Sternmusters gemäß 10 geschaltet,
so daß der
zusammengesetzte Spannungsvektor jedes Paares von Wicklungsteilen
in der Phase um 30 Grad gegenüber
dem Spannungsvektor einer der ersten Wicklungen Yx3, Yy3 und Yz3
versetzt ist.
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Da
sämtliche
neun Wicklungseinheiten der Statorspule 12 in diesem dritten
Ausführungsbeispiel auch
dieselbe Anzahl von Wicklungen wie im zweiten Ausführungsbeispiel
aufweisen, können
sämtlich neun
Wicklungseinheiten auf derselben Maschine hergestellt werden. Damit
wird sowohl die Herstellung der Wicklungen als auch das Einbringen
der Wicklungen erheblich vereinfacht.
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Weitere Modifikationen
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Im
vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist die Anzahl
der Windungen jedes Wicklungsteils gleich 3 gewählt und die Anzahl der Windungen
jeder zweiten Wicklung gleich 10 gewählt. Wird jedoch das Verhältnis der
Windungsanzahl zu etwa 1:3 gewählt,
ist es möglich,
magnetische Störungen
oder ein magnetisches Rauschen zu unterdrücken.
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Dabei
kann die Anzahl der Windungen der Wicklungsteile und der der zweiten
Wicklungen jeweils zu 2 und 6 oder 3 und 9 gewählt werden.
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Das
Aufteilungsverhältnis
der Wicklungsteile kann geringfügig
ungleichmäßig sein,
so daß es
von dem Verhältnis
1:1 zur Erzielung gewünschter
elektrischer Eigenschaften oder einer gewünschten elektrischen Ausgangsleistung
abweichen kann. Dabei kann beispielsweise die erste Wicklung in
zwei Wicklungsteile mit drei und vier Windungen aufgeteilt werden.
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Ungeachtet
dessen, daß ein
Beispiel der Form des Polkerns bzw. der Polklaue 6 gemäß 6 angegeben
ist, die in Drehrichtung geneigt ist, können die Polklauen auch in
symmetrische Form ausgeführt
werden, falls keine große
Wärmeentwicklung infolge
des umlaufenden Stroms der dritten höheren Harmonischen durch die
Dreieckschaltung toleriert wird.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Dreiphasen-Dreieckschaltung an
der inneren Seite der Dreiphasen-Sternschaltung angebracht, jedoch
kann die Dreiphasen-Dreieckschaltung auch auf der Außenseite
der Dreiphasen-Sternschaltung vorgesehen werden, wenn die Wärmebeständigkeit
der Dreiphasen-Dreieckschaltung vergrößert wird. Die Auswirkung der
Unterdrückung
der elektromagnetischen Störung
bzw. des elektromagnetischen Rauschens bleiben auch in diesem Falle
erhalten.
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Die
in die Nuten des Statorkerns eingebrachten Windungen wurden vorstehend
als Wellenwicklung ausgeführt,
jedoch ist auch eine Ausführung
als Schleifenwicklung möglich.
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In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde jedes
Paar von Wicklungsteilen derselben Phase (Yx1 und Yx2, Yy1 und Yy2, Yz1
und Yz2) in die Nuten in Form einer invertierten Wellenwicklung
eingebracht, wobei auch zwei gleichartig geformte Spuleneinheiten
hergestellt und gleichzeitig und parallel zueinander in die Nuten
eingebracht werden können,
und wobei die Verbindungen untereinander umgekehrt werden, so daß damit eine
Vereinfachung des Einbringens der Wicklungen möglich ist.
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Die
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
wurden anhand eines Dreiphasen-Wechselstromgenerators beschrieben,
jedoch ist auch die Anwendung der beschriebenen Ausgestaltungen
bei einer anderen rotierenden elektrischen Maschine, wie beispielsweise
einem Dreiphasen-Induktionsmotor möglich.
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Die
Statorspulen einer rotierenden elektrischen Maschine weisen somit
eine Dreiphasen-Sternschaltung mit ersten, in Sternschaltung geschalteten
Wicklungen Y1, Y2 und Y3, und ei ne Dreiphasen-Dreieckschaltung auf,
mit zweiten, in Dreieckschaltung geschalteten Wicklungen Δx3, Δy3 und Δz3, wobei
die zweiten Wicklungen Δx3, Δy3 und Δz3 nacheinander
in Nuten des Statorkerns zur Erzielung einer Phasendifferenz zwischen
den Wicklungen von 120 Grad eingebracht werden und jede der ersten
Wicklungen Y1, Y2 und Y3 in 2 Wicklungsteile aufgeteilt ist, die
getrennt in die Nuten eingebracht werden, in denen die zweiten Wicklungen Δx3, Δy3 und Δz3 bereits
eingebracht wurden, so daß der
resultierende zusammengesetzte Spannungsvektor jedes Paares der
aufgeteilten ersten Wicklungen in der Phase um 30 Grad gegenüber dem
Spannungsvektor einer der zweiten Wicklungen Δx3, Δy3 und Δz3 versetzt ist. Infolge der
vorstehend beschriebenen Ausgestaltung der rotierenden elektrischen
Maschine kann die Anzahl der Nuten klein gehalten und die elektromagnetischen
Störungen
bzw. das elektromagnetische Rauschen vermindert werden, da die magnetische
Kraft entsprechend der Verteilung der Luftspalt-Magnetkraft im wesentlichen
konstant und unabhängig
von der Drehposition des Rotors ist.